Eisen-Düngung könnte Ozeane vergiften

Ob künstlich hervorgerufenes Algenwachstum unsere CO2-Probleme lösen könnte, ist bisher ungeklärt. Forscher zeigen nun, dass dieses Geo-Engineering-Projekt wohl zumindest unangenehme Nebenwirkungen hätte.

Der Mensch ist ja durchaus kreativ, wenn es um seine eigene Bequemlichkeit geht. Wer nicht fasten will, obwohl er dauerhaft zu viel Speck auf seinen Rippen kultiviert, der lässt sich eben absaugen, was zu viel ist. Das funktioniert im Weltmaßstab ebenfalls: Da hat man sich nun im großen und ganzen darauf geeinigt, dass zu viel Kohlendioxid in der Atmosphäre womöglich das gesamte Erdklima erwärmt. Eine logische Schlussfolgerung wäre, daraufhin die CO2-Produktion zu reduzieren. Das erfordert allerdings das Aufgeben eines Stücks Bequemlichkeit, ja, womöglich riskierte man tatsächlich einen Teil des Wirtschaftswachstums.

Doch zum Glück gibt es Firmen, die das Fettabsaugen im globalen Maßstab zum Geschäftszweck machen wollen. Geo-Engineering soll richten, wofür der Sparwille nicht ausreicht. Ein Blick auf die Gegend rund um den Aralsee zeigt zwar, was der Mensch mit Hilfe von Geo-Engineering schon erreicht hat. Aber das waren ja die Russen, und deren Jahre als Weltmacht sind bekanntlich vorüber. Wie bekommt man also das Kohlendioxid aus der Atmosphäre?

Man regt Algen zum Wachstum an, indem man die Ozeane mit den passenden Nährstoffen düngt - etwa mit Eisen. Die Algen nehmen CO2 aus der Luft auf, bauen daraus ihre Biomasse auf und sinken schließlich irgendwann auf den Meeresgrund, wo das Klimagas für immer unschädlich ist. Ein simples Prinzip - nur verhält sich die Natur weder im großen noch im kleinen Maßstab simpel. Unser Planet ist ein chaotisches System, und jeder Physiker weiß, was das über die Vorhersagbarkeit darin ablaufender Prozesse sagt.

In Sachen Eisendüngung der Ozeane gab es denn auch schon die ersten Dämpfer. Wobei die Zugabe von Nährstoffen zum Wasser zunächst tatsächlich zu einer Verstärkung des Algenwachstums führt. In der Natur allerdings zeigte sich, dass sich die Vergrößerung der Biomasse der Algen bald in ihr Gegenteil umkehrt (siehe Commons der Energieversorgung) - das Ökosystem passt such einfach an die veränderten Verhältnisse an und die überzähligen Algen wurden schnell von Kleinkrebsen vertilgt. Offenbar hatten die schnell zu Boden sinkenden Kieselalgen nicht allein von der Düngung profitiert, auf die man ursprünglich die Hoffnungen gesetzt hatte.

Unangenehme bis tödliche Nebenwirkungen des Algenwachstums

Ein anderes Problem zeigen nun Forscher in den Veröffentlichungen der US-Akademie der Wissenschaften (PNAS) auf: In einem Paper weisen sie auf unangenehme bis tödliche Nebenwirkungen des Algenwachstums hin. Bei den meisten bisherigen Düngungs-Experimenten gehörten nämlich Kieselalgen der Gattung Pseudonitzschia zu den stärksten Profiteuren. Pseudonitzschia produziert Domoinsäure - ein Stoff, der eine der Glutaminsäure sehr ähnliche Struktur hat, aber mit 100-fach höherem Potenzial an den Glutamatrezeptoren im Gehirn andockt. Domoinsäure wirkt damit als Nervengift und ruft Gedächtnisprobleme, Übelkeit, Krämpfe, Durchfall, Kopfschmerz und Atembeschwerden hervor - bei geschwächten Individuen sind auch Todesfälle möglich.

Nach Algenblüten sind solche als Amnesic Shellfish Poisoning (ASP) bekannten Erkrankungen von Menschen bekannt, die Meeresfrüchte aus betroffenen Regionen konsumiert hatten.

Im offenen Meer jedoch, so dachte man bisher, würden Pseudonitzschia-Algen keine Domoinsäure produzieren. Darauf wiesen jedenfalls erste Messungen nach Eisendüngungs-Experimenten hin. Diese Hoffnung scheint nun hinfällig, wie die Verfasser des PNAS-Papers zeigen. Sie haben zum einen Pseudonitzschia-Proben aus der Umgebung der Meeresforschungsstation PAPA entnommen, wo man ebenfalls Düngungsversuche angestellt hatte. Diese Proben enthielten bis zu 200 Pikogramm Domoinsäure pro Liter Meerwasser - das ist mit den bei einer Algenblüte erreichten Konzentrationen vergleichbar.

Dabei kommt es auch auf die Art der Düngung an: Die stärksten Effekte zeigten sich, wenn kombiniert mit Eisen und Kupfer gedüngt wurde. Die Produktion der giftigen Domoinsäure hat, das konnten die Forscher ebenfalls zeigen, für die Algen auch einen praktischen Nutzen: Sie erhöht nämlich den Anteil von Pseudonitzschia an der gesamten Algenpopulation. Allerdings nicht, wie man denken könnte, über die toxische Wirkung: Domoinsäure erleichtert den Algen die Aufnahme von Nährstoffen - ein Wettbewerbsvorteil vor der Konkurrenz. Leiden müssen darunter andere Bestandteile des Ökosystems. Krill und algenfressende Fische akkumulieren das Gift, das auf diese Weise auch in der Nahrungskette des Menschen landet.

Ob sich dabei gefährliche Konzentrationen ergeben, konnten die Forscher nicht mit Sicherheit sagen. Sie geben allerdings zu bedenken, dass bei einer kommerziellen Anwendung der Meeresdüngung aus Kostengründen sicher nicht wie bisher mit hochreinen Präparaten gearbeitet werden könnte, sondern wohl Eisen mit Verunreinigungen anderer Metalle zum Einsatz käme - was die Wettbewerbsfähigkeit von Pseudonitzschia verstärkt.